人民版選修4《影響世界發(fā)展進(jìn)程的科學(xué)巨人》課件1

1、六2 影響世界進(jìn)程的科學(xué)巨人六2 影響世界進(jìn)程的科學(xué)巨人英國詩人波普曾經(jīng)這樣寫道：自然界和自然規(guī)律，隱藏在黑暗中，上帝說：讓牛頓出生吧！于是，一切都變得光明。英國詩人波普曾經(jīng)這樣寫道： 請閱讀教材，思考以下問題： 了解牛頓的成長歷程。 請按學(xué)科領(lǐng)域歸納牛頓一生中的主要科學(xué)成就。 試舉例說明牛頓的科學(xué)成就在推動人類社會發(fā)展的作用。 促成牛頓取得巨大成就的原因有哪些？ 你從牛頓那里學(xué)到（或感悟到）了什么？一、牛頓：宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者 請閱讀教材，思考以下問題： 了解牛頓的成長牛頓的出生地？什么家庭？牛頓的發(fā)明就像“蘋果落地”的故事那樣簡單嗎？在靈感突發(fā)的背后又隱含著多少心血和汗水、思考與探索？牛頓的

2、出生地？什么家庭？1、牛頓成長的足跡牛頓成長的時代牛頓成長的歷程 正是歐洲的 、 發(fā)生巨大變革的時代自然科學(xué)社會科學(xué)政治：英國資產(chǎn)階級革命的洗禮；經(jīng)濟(jì)：資本主義發(fā)展；思想：文、宗、啟等思想解放運動；自然科學(xué)：出現(xiàn)了伽利略等前人的研究成果少年：讀書、沉思、做實驗巴羅教授指導(dǎo)、引薦自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的思考大學(xué)：鄉(xiāng)下：一、牛頓：宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者1、牛頓成長的足跡牛頓成長的時代牛頓成長的歷程 正牛頓：宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者2、17世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠物理學(xué)：天文學(xué)：數(shù)學(xué)：光學(xué)： 據(jù)萬有引力定律，天上的星體運動受力學(xué)規(guī)律支配，并用數(shù)學(xué)計算天體運動問題。 萬有引力定律、力學(xué)三大基本定律物理史上第一次大綜合， 力學(xué)誕

3、生， 體系建立，近代 體系形成。微積分（德國：萊布尼茨）白光有不同顏色、光的“微粒說”F=牛頓力學(xué)自然科學(xué)天體牛頓在進(jìn)行光學(xué)實驗 牛頓：宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者 海王星冥王星（小圖像為空間原始圖像，大圖像為經(jīng)過計算機(jī)處理的冥王星表面）另外，牛頓力學(xué)理論能夠預(yù)見新的物理現(xiàn)象，并能以天文觀測或試驗論證其正確性，如：海王星冥王星另外，牛頓力學(xué)理論能夠預(yù)見新的物理現(xiàn)象，并能為紀(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定把662號小行星命名為牛頓小行星。為紀(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定把662號小行星命3、晚年的困惑政治地位提高后，他把興趣逐漸轉(zhuǎn)向政治、神學(xué)、化學(xué)（賤金屬變成黃金）問題。虔誠地相信上帝，埋頭于寫以

4、神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運動時，竟提出了“神是第一推動力”的謬論。他說：“上帝統(tǒng)治萬物，我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他?！?、晚年的困惑政治地位提高后，他把興趣逐漸轉(zhuǎn)向政治、神學(xué)、化對牛頓的評價英國著名詩人在他的墓碑上鐫刻著銘言：讓人們歡呼這樣一位多么偉大的巨匠，人類榮耀曾經(jīng)因他而在世界上存在過。1942年愛因斯坦為紀(jì)念牛頓誕生300周年而寫的文章，對牛頓的一生作如下的評價：“只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭的舞臺上一幕才能理解他?！睂εｎD的評價英國著名詩人在他的墓碑上鐫刻著銘言：讓人們歡呼劍橋大學(xué)校園對牛頓的評價“金無足赤，人無完人”，瑕不掩瑜。牛頓終歸是偉大的牛頓，他的科

5、學(xué)貢獻(xiàn)將永載史冊。牛頓是英國物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和自然哲學(xué)家，是宇宙定律的發(fā)現(xiàn)者，經(jīng)典力學(xué)建立者，是近代科學(xué)之父；他創(chuàng)建了經(jīng)典力學(xué)的理論體系，在光學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)研究方面也做出劃時代發(fā)明和發(fā)現(xiàn)；牛頓是17世紀(jì)科學(xué)革命中所涌現(xiàn)出來最偉大的科學(xué)家，也是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。劍橋大學(xué)校園對牛頓的評價“金無足赤，人無完人”，瑕不掩瑜照片里的他故事里的他四歲多還不會說話，家里人擔(dān)心他是個低能兒。行為遲鈍，他說話所用的時間比起別的孩子要多得多。照片里的他故事里的他四歲多還不會說話，家里人擔(dān)心他是個低照片里的他中小學(xué)時代常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“不守紀(jì)律、心不在焉、想入非非”。中學(xué)畢

6、業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事無成”，勒令他退了學(xué)。16歲那年，他以同等學(xué)歷報考大學(xué)，盡管物理、數(shù)學(xué)成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。故事里的他照片里的他中小學(xué)時代常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“照片里的他故事里的他大學(xué)里老師都不大看得起他，不愿意把他留下來做助教；他幾次去請求，人家也不要他；甚至于有幾次他幾乎要失業(yè)了。幾次在中學(xué)里面求職，最后在專利局里面找到一個職位。他每個星期要在專利局工作大概40多個小時。照片里的他故事里的他大學(xué)里老師都不大看得起他，不愿意把他二、20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦：追尋時空的本質(zhì)二、20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦：追尋時空的本質(zhì)現(xiàn)代物

7、理學(xué)是相對于什么而言的？現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱是什么？分別是由誰提出的？提示：相對于牛頓的經(jīng)典物理學(xué)（力學(xué)）而言的；量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱；兩大理論的提出者分別是德國理論物理學(xué)家普朗克和美籍德國科學(xué)家愛因斯坦。現(xiàn)代物理學(xué)是相對于什么而言的？提示：愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克 愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克 2005年是愛因斯坦逝世50周年，也是他提出狹義相對論100周年。100年前，年僅26歲的毛頭小伙，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狹義相對論，傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)由此徹底改變。這一種顛覆是多么激動人心，為紀(jì)念相對論誕生100周年暨愛因斯坦逝世50周年，聯(lián)合國大會將2005

8、年確定為“國際物理年”，這是聯(lián)合國首次為一個學(xué)科確定的全球規(guī)模的紀(jì)念活動。愛因斯坦，這位在許多國度千年人物（10012000年）評選中都居榜首的俊杰，絕不僅僅是因為在物理學(xué)上的成就。他既是偉大的科學(xué)家、現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。2005年是愛因斯坦逝世50周年，也是他提出狹義相對論1愛因斯坦一、20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家1905年提出：兩個基本原理：論動體的電動力學(xué) 時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。（E=mc2） 否認(rèn)了牛頓力學(xué)（或經(jīng)典力學(xué)）的絕對時空觀點，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。核心：意義：1916年提出廣義相對論。

9、相對性原理和光速不變原理（必修）狹義相對論愛因斯坦論動體的電動力學(xué) 時間和空間都與物質(zhì)的運21916年提出廣義相對論（1）提出： 愛因斯坦把狹義相對論推廣到 運動的參考系中，建立了廣義相對論。 物質(zhì)存在和分布使時空性質(zhì)不均勻（即時空 ）而產(chǎn)生了 ；時間、空間不是 的實在，它們是物質(zhì)存在的形式。 它第一次闡述了 時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。加速彎曲獨立四維萬有引力（2）內(nèi)容：（3）認(rèn)識：廣義相對論基礎(chǔ)21916年提出廣義相對論（1）提出： 愛因斯坦把狹義相其他領(lǐng)域： 提出了著名的 式，為后來原子能事業(yè)的發(fā)展起到了指導(dǎo)作用； 用量子理論解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱，發(fā)展了 ； 理論（獲得

10、諾貝爾獎）1921年獲得的諾貝爾物理學(xué)獎證書 質(zhì)能關(guān)系量子統(tǒng)計光子其他領(lǐng)域：1921年獲得的諾貝爾物理學(xué)獎證書 質(zhì)能關(guān)系量子 “相對論”妙解：有一次，群眾包圍了愛因斯坦的住宅，要他用“最簡單的話”解釋清楚他的“相對論”。當(dāng)時，據(jù)說全世界只有幾個高明的科學(xué)家看得懂他關(guān)于“相對論”的著作。愛因斯坦走出住宅，對大家說：“比方這么說你同你最親的人坐在火爐邊，一個鐘頭過去了，你覺得好像只過了5分鐘！反過來，你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火爐邊，只過了5分鐘，但你卻像坐了一個小時。唔，這就是相對論！” 時間與永恒：有一次，一個美國女記者走訪愛因斯坦，問道：“依您看，時間和永恒有什么區(qū)別呢？” 愛因斯坦答

11、道：“親愛的女士，如果我有時間給您解釋它們之間的區(qū)別的話，那么，當(dāng)你明白的時候，永恒就消失了！” “相對論”妙解：有一次，群眾包圍了愛因斯坦的住宅，要他由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。想一想：上述現(xiàn)象說明了什么問題？給我們什么啟發(fā)？ 說明：像許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也

12、并非一帆風(fēng)順，往往會遇到很多阻力。 啟示：要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使生活中習(xí)以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的電腦顯示器在短促的瞬間，電子顯像在顯示屏上這正好符合愛因斯坦的狹義相對論。發(fā)明電腦顯示器的工程師必須使顯示器符合“相對論效應(yīng)”，否則控制電子飛馳的磁鐵就會在顯示屏上產(chǎn)生模糊圖像，使你無法工作，當(dāng)然，精彩的電腦游戲也玩不起來了。愛因斯坦理論的運用電腦顯示器愛因斯坦理論的運用精準(zhǔn)的激光當(dāng)你到超市購物，你手里的每一件商品條形碼也得益于愛因斯坦的激光理論，只有激光才能準(zhǔn)確讀出條形碼中的編碼。 精準(zhǔn)的激光數(shù)碼相機(jī)假期你和

13、家人輕松郊游。當(dāng)你打開數(shù)碼相機(jī)，準(zhǔn)備攝下家人溫馨的笑容時，要先感謝愛因斯坦。從鏡頭飛進(jìn)來的光子會把半導(dǎo)體里的電子擠走，這同樣利用了光電效應(yīng)。數(shù)碼相機(jī)控制X射線的能量你長了一個腫瘤，幸虧是良性的，但因長在胸腺上，手術(shù)后需放射治療。醫(yī)生在為你實施放射治療前，需要估計X射線可能對你細(xì)胞造成的傷害，根據(jù)就是愛因斯坦的E=mc2（即能量=質(zhì)量乘光速平方）。據(jù)此理論人們造出原子彈、氫彈的同時，也治好了你的胸腺瘤。 控制X射線的能量愛因斯坦一、20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家二、堅定的和平捍衛(wèi)者“當(dāng)法律和人類尊嚴(yán)必需保衛(wèi)時，我們一定要戰(zhàn)斗?！薄叭祟惖母ｌ肀仨毟哂趯ψ约簢业闹艺\。”“每一個國家的利益都必須服從更廣泛的

14、共同體的利益?！?愛因斯坦一向憎惡戰(zhàn)爭，主張民族和睦，一心希望科學(xué)造福于人類。公開發(fā)表反一戰(zhàn)宣言，為反對核戰(zhàn)爭和美國法西斯主義而不懈斗爭。愛因斯坦一向憎惡戰(zhàn)爭，主張民族和睦，一心希望科學(xué)造福于人類。1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫信給羅斯福總統(tǒng)，建議美國務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡爸圃斐鲈訌棥?945年8月，美國先后在日本的廣島、長崎投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說：“早知如此，我寧可當(dāng)個修表匠！”。從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)如何對待科

15、學(xué)的發(fā)展？ 科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍。能造福人類，推動生產(chǎn)力水平的提高，但若運用不當(dāng)，也能危害人類。1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫我不知道第三次世界大戰(zhàn)用什么武器，但是第四次世界大戰(zhàn)人們將只會用木棒和石頭打仗了。愛因斯坦我不知道第三次世界大戰(zhàn)用什么武器，但是第四次世界大戰(zhàn)人們愛因斯坦的逝世與葬禮：1955年4月18日愛因斯坦病逝于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：我們?nèi)极@益

16、不淺，全世界都感謝他的教誨；那專屬他個人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。愛因斯坦的逝世與葬禮：1科學(xué)技術(shù)是人類探索自然的產(chǎn)物，一般認(rèn)為我們今天所理解的科學(xué)和技術(shù)形成于17世紀(jì)。實現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次飛躍的是A電磁學(xué)理論的建立 B牛頓力學(xué)的建立C進(jìn)化論的出現(xiàn) D量子力學(xué)的建立2牛頓臨終遺言：“我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時為拾到比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。”下列說法正確的是A“石子”“貝殼”是量子理論和電磁學(xué)說B其理論深刻揭示了時間、空間的本質(zhì)屬性C牛頓的理論開辟了工業(yè)革命時代D牛

17、頓尚未踏入自然科學(xué)的“真理之?！?1科學(xué)技術(shù)是人類探索自然的產(chǎn)物，一般認(rèn)為我們今天所理解的科3相對論的提出推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度，依據(jù)是相對論從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀相對論深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中將人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識開始從宏觀世界深入到微觀世界ABC D3相對論的提出推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度，依據(jù)是420世紀(jì)初，愛因斯坦從相對論出發(fā)，提出了著名的質(zhì)量能量公式，為核開發(fā)提供了理論依據(jù)。后來，美國首先研制了原子彈，并于1945年在日本廣島、長崎投放，平民傷亡慘重，愛因斯坦非常痛心。以上史實說明A科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于戰(zhàn)爭，促進(jìn)了人類和平B科學(xué)技術(shù)推動了軍事的發(fā)展，以暴制暴換取了和平C科學(xué)研究的初衷有時與實際應(yīng)用效果有較大偏差D科學(xué)本身是客觀的，不受任何利益集團(tuán)左右420世紀(jì)初，愛因斯坦從相對論出發(fā)，提出了著名的質(zhì)量能量公5一戰(zhàn)爆發(fā)之初，德國許多科學(xué)家宣稱：“在和平時期，科學(xué)家是屬于全世界的；在戰(zhàn)爭時期，科學(xué)家是屬于自己祖國的?！痹撗哉摰膶嵸|(zhì)是A科學(xué)家要以祖國最高利益為重B反對戰(zhàn)爭，爭取維護(hù)世界的持久和平C支持德國的對外擴(kuò)張